专利名称：一种短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及短波通信系统的信道同步技术领域，尤其涉及一种短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统。
背景技术：
短波电离层反射信道是一种时变的色散信道，其信道参数，如路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都是随频率、地点、时间不断变化的，因此在短波天波通信中，短波选频是传输成功的最重要前提。长期以来，利用短波频率长期预报进行选频，这种方法利用电离层结构和电离层参数的变化规律预测平均条件下的最佳频率，可以指导短波链路的设计。但将长期预报应用于具体链路和特定时间时，往往出现相当大的误差，导致可通率低和信道质量差等问题，极大阻碍了短波通信的发展。近年来，在短波通信链路上采用实时信道估值(RTCE)来实时预报频率信息和进行实时选频，从很大程度上克服了由于短波信道参数时变性所导致的通信质量低、不可靠等致命弊病。实时信道估值技术针对特定链路，发出某种形式的探测信号，收端在一组规定信道上测量各种参数，通过实时处理被测数据，确定在这一组信道上传输某种通信业务时可能达到的通信质量指标，从而为通信线路提供了可靠的频率资源信息。因此实时信道估值技术无论是在独立的探测系统中采用，还是在通信系统中直接采用，都以信道扫描探测为基础。在异步系统中，要使收发两端能停留在相同的信道上，通常采取延长发送时间的办法来提高接收的可靠性，这样一来极大的降低了信道估值的实时性。因此，通常采用同步信道扫描探测的方式来实现实时信道估值。在信道同步问题中，如何保持信道切换时间的精确对准是需要解决的核心问题。目前，对于超远距离的无线通信系统而言，最常使用的时间同步方式是利用全球GPS/北斗同步卫星，为系统内相隔遥远距离的各个设备提供统一的基准时钟源，各设备的时钟周期性和基准时钟进行同步。这种同步方式能够应用于实时信道估值系统的前提是，基准时钟和本地时钟的误差之和`在信道切换时间准确度允许范围之内。信道切换之间的时间间隔是信道扫描探测中的每信道驻留时间，由探测信息长度、探测波形传输速率及硬件设备的切换能力决定，一般以毫秒记，需几百至几千毫秒，因此，信道切换时间需要准确到毫秒级。目前，GPS能够提供误差小于50纳秒的秒脉冲，本地时钟精度稳定度很容易达到Ippm甚至更高，因此I毫秒其最大误差不超过I纳秒，理论上能够提供足够准确的同步时钟。但是，每信道驻留时间通常不是整秒的整数倍，因此信道切换时间可能与整秒相差一定间隔，无法直接利用GPS秒脉冲来控制切换时间，也无法仅利用GPS秒脉冲产生以信道驻留时间为时间刻度信道切换间隔。因此，如何设计一种方案，使得其能够利用本地时钟将GPS秒脉冲切分至I毫秒刻度时钟，并能根据需要任意配置信道驻留时间，输出以信道驻留时间为时间刻度的时间间隔，保障通信系统内各设备同步切换到相同的信道上，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题的短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统。具体的，依据本发明的一个方面，提供了一种短波信道同步装置，包括基准时钟产生单元，用于基于同步触发指令，接收本地时钟脉冲，并以I毫秒为刻度，向时钟校准单元发送基准脉冲；时钟校准单元，用于利用标准时钟源发送的标准秒脉冲对本地时钟的累积误差进行校准，并将校准后的基准脉冲输出至时钟同步单元；时钟同步单元，用于在当前时间与信道切换时间对齐时，开始接收所述时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，输出切换触发脉冲；其中，N满足NX Ims等于信道驻留时间。进一步地，本发明实施例所述装置中，所述基准时钟产生单元，具体用于在初始上电后，检测是否接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲，若是，则开始接收本地时钟脉冲，并以毫秒为刻度，在每毫秒达到时，向所述时钟校准单元发送基准脉冲。进一步地，本发明实施例所述装置中，所述基准时钟产生单元，具体包括逻辑单元LI，用于在接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲时，判定为接收到同步触发指令，向定时器Tl输出逻辑I ;计数器Cl，用于接收所述时钟校准单元校准后的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值与I做模1000相加得到新的计数值；
逻辑单元L2，用于在所述计数器Cl的计数值在(Γ998时，向定时器Tl输出逻辑I ;否则，输出逻辑O;定时器Tl，用于在所述逻辑单元LI和逻辑单元L2均输出逻辑I时，从本地时钟接收时钟脉冲，并以I毫秒为刻度，向所述时钟校准单元输出基准脉冲。进一步地，本发明实施例所述装置中，所述定时器Tl，具体用于每接收到一次本地时钟脉冲就将计时加1，并在接收到本地时钟脉冲的次数达到K/1000次时，输出基准脉冲，并重新开始从零计时，重复上述过程；其中，K为时钟频率。进一步地，本发明实施例所述装置中，所述时钟校准单元，具体用于以每秒为校准精度，在每秒内的第1、99毫秒时，将所述基准时钟产生单元发送的基准脉冲输出至所述时钟同步单元，在第1000毫秒时，将标准时钟源的标准秒脉冲发送至所述时钟同步单元，实现对本地时钟累积误差的校准。进一步地，本发明实施例所述装置中，所述时钟同步单元具体包括计时器C2，用于接收所述时钟校准单元输出的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值加I;逻辑单元L4，用于读取所述计数器C2的计数值，并将该计数值与开始时刻间隔X进行比较，当所述计数值与X相等时，判定当前时间与信道切换时间对齐，始终向定时器T2输出逻辑I ;其中，所述开始时刻间隔X为信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔；定时器T2，用于在所述逻辑单元L4输出逻辑I时，开始接收所述时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，向装置后端的信道切换单元输出切换触发脉冲。
依据本发明的另一个方面，提供了一种短波信道同步切换控制系统，包括主控单元、信道切换单元、以及本发明所述的短波信道同步装置；所述主控单元，用于为所述短波信道同步装置和信道切换单元配置信道切换参数，并向所述短波信道同步装置发送开始指令；所述信道切换单元，用于根据所述短波信道同步装置发送的切换触发脉冲，输出信道切换指令，实现信道切换控制。优选地，本发明实施例所述系统中，所述主控单元为所述短波信道同步装置配置的信道切换参数至少包括信道驻留时间、以及信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔X ;所述主控单元为所述信道切换单元配置的信道切换参数至少包括以某设定的时间点为基准，利用标准时钟源提供的绝对时间换算得到的当前时间所对应的相对时间Tx。优选地，本发明实施例所述系统中，所述主控单元配置信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔X的方式包括时间间隔X=k*t-TX-l ;其中，t是信道驻留时间，k为满足x>0的最小整数；所述信道切换单元输出的切换指令包括切换的信道号；其中，所述信道号的计算方式包括/·'(7χ) = | 7x// |modY，其中，t为信道驻留时间、N为信道个数。本发明有益效果如下本发明所述装置和系统，能够通过标准时钟源提供的秒脉冲实现全系统各设备之间的精确校准，并能用本地时钟将秒脉冲转化为以I毫秒时间刻度的脉冲，按配置输出精度达毫秒级的任意时间刻度的 时间间隔；同时本发明还提供了基于这种短波信道同步装置的信道同步切换控制系统，能够在任意时间保障通信系统内各设备同步切换到相同的信道上，该系统可以与短波探测系统或通信系统结合，实现同步实时信道扫描探测。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种短波信道同步装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的又一短波信道同步装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种短波信道同步切换控制系统的结构示意图；图4为本发明实施例提供的又一短波信道同步切换控制系统的结构示意图；图5为本发明实施例所述系统中各单元的时序图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统，所述装置能够利用本地时钟将标准秒脉冲(GPS秒脉冲)切分至I毫秒刻度的时钟，能够根据需要任意配置信道驻留时间，输出以信道驻留时间为时间刻度的时间间隔；同时，能够按此间隔输出切换指令，保障通信系统内各设备同步切换到相同的信道上。下面就通过几个具体实施例，对本发明所述装置和系统的具体实施过程进行详细说明。实施例一如图1所示，本发明实施例提供一种短波信道同步装置，具体包括基准时钟产生单元110、时钟校准单元120和时钟同步单元130 ；基准时钟产生单元110，用于基于同步触发指令，接收本地时钟脉冲，并以I毫秒为刻度，向时钟校准单元120发送基准脉冲；时钟校准单元120，用于利用标准时钟源发送的标准秒脉冲对本地时钟的累积误差进行校准，并将校准后的基准脉冲输出至时钟同步单元130 ；时钟同步单元130，用于在当前时间与信道切换时间对齐时，开始接收所述时钟校准单元120发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，输出切换触发脉冲；其中，N满足N X Ims等于信道驻留时间。基于上述装置结构架构及实现输出以信道驻留时间为刻度的脉冲的基本原理，下面对上述各单元的具体实现过程进行详细阐述( I)本实施例中，所述基准时钟产生单元110，具体用于在初始上电后，检测是否接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲，若是(即接收到同步触发指令)，则开始接收本地时钟脉冲，并以毫秒为刻度，在每毫秒达到时，向时钟校准单元120发送基准脉冲。优选地，所述基准时钟产生单元110通过如下器件实现基准脉冲的输出基准时钟产生单元Iio具体包括逻 辑单元L1、计数器Cl、逻辑单元L2和定时器Tl，其中逻辑单元LI，用于在接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲时，判定为接收到同步触发指令，向定时器Tl输出逻辑I ;计数器Cl，用于接收所述时钟校准单元校准后的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值与I做模1000相加得到新的计数值；逻辑单元L2，用于在所述计数器Cl的计数值在(Γ998时，向定时器Tl输出逻辑I ;否则，输出逻辑O;定时器Tl，用于在所述逻辑单元LI和逻辑单元L2均输出逻辑I时，从本地时钟接收时钟脉冲，并以I毫秒为刻度，向所述时钟校准单元输出基准脉冲。优选地，所述定时器Tl具体通过如下方式输出基准脉冲定时器Tl每接收到一次本地时钟脉冲就将计时加1，并在接收到本地时钟脉冲的次数达到K/1000次时，输出基准脉冲，并重新开始从零计时，重复上述过程；其中，K为时钟频率。(2)本发明实施例中，所述时钟校准单元120，具体用于以每秒为校准精度，在每秒内的第1、99毫秒时，将基准时钟产生单元110发送的基准脉冲输出至时钟同步单元130，在第1000毫秒时(即每秒到达时)，将标准时钟源的标准秒脉冲发送至时钟同步单元130，实现对本地时钟累积误差的校准。优选地，时钟校准单元120通过监测计数器Cl的计数值，实现每毫秒的精确掌控。也就是说，时钟校准单元120读取计数器Cl的取值，当计数器Cl的计数值为0、98时(即第1、99毫秒)，输出接收到的基准脉冲，当计数器Cl的计数值为999时，输出GPS秒脉冲。
(3)本发明实施例中，时钟同步单元130具体包括计时器C2，用于接收所述时钟校准单元输出的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值加I ;逻辑单元L4，用于读取所述计数器C2的计数值，并将该计数值与开始时刻间隔X进行比较，当所述计数值与X相等时，判定当前时间与信道切换时间对齐，始终向定时器T2输出逻辑I ;其中，所述开始时刻间隔X为信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔；定时器T2，用于在所述逻辑单元L4输出逻辑I时，开始接收所述时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，向装置后端的信道切换单元输出切换触发脉冲。实施例二本发明实施例提供一种短波信道同步装置，该实施例与实施例一的实现原理相同，区别在于本实施例中将实施例一中的各单元展开阐述，通过各器件间的连接及处理过程，实现对短波信道同步装置的进一步详细说明。本发明实施例所述短波信道同步装置，用于为短波同步切换控制系统提供信道切换开始时刻对准和以任意信道驻留时间t秒为刻度的同步时钟。本发明实施例所述短波信道同步装置可以在一块FPGA芯片上实现，如图2所示，包括逻辑单元L1、L2、L3和L4、定时器Tl和T2、以及计数器Cl和C2。其中，逻辑单元控制定时器和计数器在正确的逻辑关系下开始或停止工作，从而消除不同时间刻度累计的误差；定时器按某一时间刻度获取脉冲输入，按另一时间刻度输出脉冲，以完成不同时间刻度的转换；计数器协助逻辑单元产生正确的逻辑关系，以获取一致且准确的开始计时时间。具体地 逻辑单兀LI,用于设置定时器Tl开启的条件之一,通过向定时器Tl输出I或O,用以表征该开启条件是否满足。即判断其两个输入开始指令和GPS秒脉冲是否都已到达，当两者未能都到达时，输出O 旦两者都到达，保持输出一直为I。逻辑单元L2，用于设置定时器Tl开启的条件之二，通过向定时器Tl输出I或0，用以表征该开启条件是否满足。L2初始输出I，当从计数器Cl获取的输入值为0-998，保持输出为I ;否则，将输出变更为O。定时器Tl，以本地时钟的脉冲信号为基准产生I毫秒脉冲。当从逻辑单元LI和L2处获取的输入都为I时Tl开启计时，输入不都为I时停止计时。当定时器开启时，Tl每接收到一次本地时钟的脉冲就将计时加1，接收到K/1000次时Tl重新开始从O计时，K为时钟频率；每当Tl计时为O时，向逻辑单元L3输出一个脉冲，正好形成以I毫秒为刻度的输出脉冲；当定时器关闭时，不向外输出脉冲。逻辑单元L3，利用GPS秒脉冲校准本地时钟的累积误差，并将校准后的I毫秒脉冲输出至定时器T2、计数器Cl和C2。逻辑单元L3会获得来自不同源的两种时间刻度的脉冲，即Tl产生的I毫秒脉冲和GPS秒脉冲，I毫秒脉冲的时钟源是本地时钟，其时间抖动的累积会造成不同短波设备之间的同步误差，而GPS秒脉冲的时钟源是公共时钟，可用其对本地时钟进行校准从而消除累积误差。具体做法为，当L3从计数器Cl获取的输入值为0-998，将Tl产生的I毫秒脉冲输出；当L3从计数器Cl获取的输入值为999，将GPS秒脉冲输出。计数器Cl，用于为逻辑单元L2和L3提供精确的I毫秒脉冲计数，辅助L2设置定时器Tl开启的条件，以及辅助L3设置接收不同时钟源输入的条件。计数器Cl初始值为0，每接收到一次逻辑单元L3送来的I毫秒脉冲，就将当前计数值与I做模1000相加得到新计数值。计数器C2，用于为逻辑单元L4提供精确的I毫秒脉冲计数，辅助L4设置定时器T2开启的条件。计数器C2初值为0，每接收到一次逻辑单元L3送来的I毫秒脉冲，就将当前计数值送至逻辑单元L4，再将计数值加I。逻辑单元L4，用于设置定时器T2开启的初始时刻，使该初始时刻与信道切换时间对齐。L4通过向定时器T2输出I或0，用以表征该开启条件是否满足。当计数器C2送来的计数值与开始时刻间隔X不相等时，L4输出为0，一旦相等，输出就保持为I。开始时刻间隔X指信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔，当信道驻留时间t是整秒的倍数时，X=O ；当t不是整秒的倍数时，0〈X〈 1000毫秒。定时器T2，用于将I毫秒脉冲转换为以信道驻留时间t秒为刻度的脉冲。当从逻辑单元L4处获取的输入为I时T2开始从计时。T2每接收到一次L3送来的脉冲则计时加1，接收到1000*t次脉冲时T2重新开始从O计时，每当T2计时为O时，向外输出一个脉冲，正好形成以t秒为刻度的输出脉冲。实施例三如图3所示，本发明实施例提供一种短波信道同步切换控制系统，用于控制短波通信系统按同步方式在任意时间切换至相同信道，所述控制系统具体包括主控单元、信道切换单元、以及实施例一/实施例二所述的短波信道同步装置。本实施例所述系统中，采用的本地时钟的频率为K赫兹，时钟精度稳定度Ippm甚至更高，加电后每毫秒向短波信道同步装置传送K/1000个脉冲；本实施例所述系统采用GPS/北斗模块通过串口每秒向主控单元发送一次当前的绝对时间T，通过TTL电平线向短波信道同步装置提供秒脉冲， 精度能达到50纳秒。具体地，本实施例所述系统中主控单元，是整个系统的管理单元，负责向系统中各个单元传送来自应用层的指令和工作参数，协调各单元开展工作。主控单元以ARM为核心，主要功能包括(I)接收来自应用层的开始指令，配置信道驻留时间t ; (2)接收并解析GPS数据，将GPS报送的绝对时间T转化为以某约定开始时刻为起点的相对时间Tx ; (3)计算信道切换开始时刻间隔X，X=k*t-Tx-1，其中t是信道驻留时间，k为满足X>0的最小整数；(4)向同步单元传送开始指令和开始时刻间隔X、信道驻留时间t等参数；(5)向信道切换单元传送相对时间Tx。本实施例所述系统中，所述短波信道同步装置，以FPGA芯片为核心，用于提供信道切换开始时刻对准和以任意信道驻留时间t秒为刻度的同步时钟，具体原理如实施例一、二所述。本实施例所述系统中，所述信道切换单元，以DSP芯片为核心，用于根据相对时间Tx计算当前切换信道号F(Tx)，并基于短波信道同步装置的脉冲触发，向电台发送切换指令。其中，切换指令包含切换的信道号。设扫描信道组包含N个信道，信道号依次为n=0，1，一，^1，则不同地点的通信设备可根据1^计算得到相应的信道号/''(/)0 = |化//卜10￡^。DSP芯片还负责信道扫描流程的实现，信道扫描流程与短波通信系统的具体用频方式有关，该流程决定是否需要在相应时机切换信道，由于信道扫描流程不是本发明的重点，在此不做具体描述。实施例四本发明实施例提供一种短波信道同步切换控制系统，该实施例是结合具体示例对实施例一、二所述装置、以及实施例三所述系统的进一步详细阐述。如图4所示，为本发明实施例所述系统的结构示意图，本实施例中，设短波通信系统按信道驻留时间1. 2秒对包含80个信道的信道组进行同步扫描，本地时钟为5MHz时钟，以当天00 00 :00秒为时间起点，采用本发明实施例所述短波信道同步切换控制系统，在13时11分20秒下达开始指令后，对短波通信系统内各电台进行同步信道切换的过程如下。如图5所示，为本实施例所述系统的时序图，系统加电后，GPS/北斗模块和本地时钟elk持续地向短波信道同步装置传送脉冲，其中，GPS/北斗模块每隔I秒传送一次脉冲，本地时钟每隔200纳秒传送一次脉冲；同步单元内所有定时器和计时器加电后的初值为0，逻辑单元LI和L4初始输出值为0，逻辑单元L2初始输出值为I。主控单元在接收到应用层开始指令后，配置信道驻留时间t=l. 2秒；读取GPS串口送来的绝对时间，此时时间为13时11分20秒，那么信道切换的绝对时间应该在下一秒内，即T为13时11分21秒；将T( 13时11分21秒)转化为相对时间Τχ=13χ3600+11x60+21 =47481秒；根据定义知道k为大于(Tx+1) /t的最小整数，计算得k=39569，带入X=k*t-Tx_l得到信道切换开始时刻间隔X=39569*l. 2-47481-1=800毫秒，即在相对时间47481. 8秒开始切换；向同步单元内的逻辑单元L1、L4和定时器T2分别传送开始指令、开始时刻间隔X=800、信道驻留时间t=l. 2 ;向信道切换单元传送相对时间Tx=47481。短波信道同步装置根据主控单元的输入，利用本地时钟和GPS秒脉冲进行时间对准和时间同步。具体过程如下逻辑单元LI在得到主控单元的开始指令后，等待GPS秒脉冲到达，一旦接收到GPS秒脉冲，就将输出值置为1，`并一直保持这个输出值直到断电。由图5可以看出，LI在13时11分21秒之前输出为O,之后输出为I。逻辑单元L2在加电后输出为1，至13时11分22秒之前I毫秒输出为0，然后13时11分22秒之后输出为I,即每秒的前999晕秒输出为1，设置定时器Tl开启；最后I晕秒输出为O,设置定时器Tl关闭。定时器Tl在LI和L2都为I时开启，开启阶段每接收到一次elk脉冲就将计时加1，计时5000次(200纳秒x5000=l毫秒)时Tl重新开始从O计时，每当Tl计时为O时，向逻辑单元L3输出一个脉冲，正好形成以I毫秒为刻度的输出脉冲。逻辑单元L3从计数器Cl获取的输入值为0-998，将Tl产生的I毫秒脉冲输出；当L3从计数器Cl获取的输入值为999，将GPS秒脉冲输出。逻辑单元L3形成以I毫秒为时间刻度将脉冲，输出至计时器Cl和C2，以及定时器T2。计数器Cl每接收到一次逻辑单元L3送来的I毫秒脉冲，就将当前计数值与I做模1000相加得到新计数值。计数器C2，每接收到一次逻辑单元L3送来的I毫秒脉冲，就将计数值加1，计数值增至最大时停止。逻辑单元L4将计数器C2的计数值与开始时刻间隔X=SOO作比较，当二者不等时L4输出为O，一旦相等，输出就保持为I。由图5可以看出，L4在47481. 8秒之前输出为O，之后输出为I。定时器T2在逻辑单元L4输出为I时开启，即47481. 8秒之后开启。T2每接收到一次L3送来的脉冲则计时加1，接收到1200次脉冲时T2重新开始从O计时，每当T2计时为O时，向外输出一个脉冲，正好形成以t=l. 2秒为刻度的输出脉冲,该脉冲输出至切换单
元信道切换单元按照信道扫描流程在需要的时机向电台发送切换指令，切换指令由同步单元传来的脉冲触发，包含切换的信道号。若切换的相对时间为Tx=47481秒，则可根据Tx计算得到相应的信道号Α(7χ) = I 7x//jmodSO = 34，即对于信道排序为η=0，1，…，79的信道组而言，将在绝对时间13时11分21秒800毫秒、相对时间47481. 8秒发送一条指令控制电台切换到信道号为34的信道；然后隔1200 毫秒控制电台切换到下一个信道，即在绝对时间13时11分23秒、相对时间47483秒发送一条指令控制电台切换到信道号为35的信道；以此类推，形成每隔1. 2秒切换一个信道的扫描序列。综上所述，本发明实施例所述装置和系统，能够通过标准时钟源提供的秒脉冲实现全系统各设备之间的精确校准，并能用本地时钟将秒脉冲转化为以I毫秒时间刻度的脉冲，按配置输出精度达毫秒级的任意时间刻度的时间间隔；同时本发明还提供了基于这种短波信道同步装置的信道同步切换控制系统，能够在任意时间保障通信系统内各设备同步切换到相同的信道上，该系统可以与短波探测系统或通信系统结合，实现同步实时信道扫描探测。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种短波信道同步装置，其特征在于，包括基准时钟产生单元，用于基于同步触发指令，接收本地时钟脉冲，并以I毫秒为刻度， 向时钟校准单元发送基准脉冲；时钟校准单元，用于利用标准时钟源发送的标准秒脉冲对本地时钟的累积误差进行校准，并将校准后的基准脉冲输出至时钟同步单元；时钟同步单元，用于在当前时间与信道切换时间对齐时，开始接收所述时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，输出切换触发脉冲；其中，N满足NX Ims等于信道驻留时间。
2.如权利要求1所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述基准时钟产生单元，具体用于在初始上电后，检测是否接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲，若是，则开始接收本地时钟脉冲，并以毫秒为刻度，在每毫秒达到时，向所述时钟校准单元发送基准脉冲。
3.如权利要求2所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述基准时钟产生单元，具体包括逻辑单元LI，用于在接收到开始指令和标准时钟源发送的标准秒脉冲时，判定为接收到同步触发指令，向定时器Tl输出逻辑I ;计数器Cl，用于接收所述时钟校准单元校准后的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值与I做模1000相加得到新的计数值；逻辑单元L2，用于在所述计数器Cl的计数值在O 998时，向定时器Tl输出逻辑I ; 否则，输出逻辑O;定时器Tl，用于在所述逻辑单元LI和逻辑单元L2均输出逻辑I时，从本地时钟接收时钟脉冲，并以I毫秒为刻度，向所述时钟校准单元输出基准脉冲。
4.如权利要求3所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述定时器Tl，具体用于每接收到一次本地时钟脉冲就将计时加1，并在接收到本地时钟脉冲的次数达到K/1000次时， 输出基准脉冲，并重新开始从零计时，重复上述过程；其中，K为时钟频率。
5.如权利要求1至4任一项所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述时钟校准单元，具体用于以每秒为校准精度，在每秒内的第I 999毫秒时，将所述基准时钟产生单元发送的基准脉冲输出至所述时钟同步单元，在第1000毫秒时，将标准时钟源的标准秒脉冲发送至所述时钟同步单元，实现对本地时钟累积误差的校准。
6.如权利要求1至4任一项所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述时钟同步单元具体包括计时器C2，用于接收所述时钟校准单元输出的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时， 将当前计数值加I ;逻辑单元L4，用于读取所述计数器C2的计数值，并将该计数值与开始时刻间隔X进行比较，当所述计数值与X相等时，判定当前时间与信道切换时间对齐，始终向定时器T2输出逻辑I ;其中，所述开始时刻间隔X为信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔；定时器T2，用于在所述逻辑单元L4输出逻辑I时，开始接收所述时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，向装置后端的信道切换单元输出切换触发脉冲。
7.如权利要求5所述的短波信道同步装置，其特征在于，所述时钟同步单元具体包括 计时器C2，用于接收所述时钟校准单元输出的基准脉冲，并在每次接收到基准脉冲时，将当前计数值加I ;逻辑单元L4，用于读取所述计数器C2的计数值，并将该计数值与开始时刻间隔X进行比较，当所述计数值与X相等时，判定当前时间与信道切换时间对齐，始终向定时器T2输出逻辑I ;其中，所述开始时刻间隔X为信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔；定时器T2，用于在所述逻辑单元L4输出逻辑I时，开始接收所述时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，向装置后端的信道切换单元输出切换触发脉冲。
8.一种短波信道同步切换控制系统，其特征在于，包括主控单元、信道切换单元、以及权利要求1至7任一项所述的短波信道同步装置；所述主控单元，用于为所述短波信道同步装置和信道切换单元配置信道切换参数，并向所述短波信道同步装置发送开始指令；所述信道切换单元，用于根据所述短波信道同步装置发送的切换触发脉冲，输出信道切换指令，实现信道切换控制。
9.如权利要求8所述的短波信道同步切换控制系统，其特征在于，所述主控单元为所述短波信道同步装置配置的信道切换参数至少包括信道驻留时间、以及信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔X ；所述主控单元为所述信道切换单元配置的信道切换参数至少包括以某设定的时间点为基准，利用标准时钟源提供的绝对时间换算得到的当前时间所对应的相对时间Tx。
10.如权利要求9所述的短波信道同步切换控制系统，其特征在于，所述主控单元配置信道切换时刻与最近一个整秒的时间间隔X的方式包括时间间隔 X = k*t-Tx-l ;其中，t是信道驻留时间，k为满足X > O的最小整数；所述信道切换单元输出的切换指令包括切换的信道号；其中，所述信道号的计算方式包括A(Fx) = IXlmodA/，其中，t为信道驻留时间、N为信道个数。
全文摘要
本发明公开了一种短波信道同步装置及短波信道同步切换控制系统，所述装置包括基准时钟产生单元，用于基于同步触发指令，接收本地时钟脉冲，并以1毫秒为刻度，向时钟校准单元发送基准脉冲；时钟校准单元，用于利用标准时钟源发送的标准秒脉冲对本地时钟的累积误差进行校准，并将校准后的基准脉冲输出至时钟同步单元；时钟同步单元，用于在当前时间与信道切换时间对齐时，开始接收时钟校准单元发送的基准脉冲，并在接收到基准脉冲的次数达到设定的次数N时，输出切换触发脉冲；其中，N满足N×1ms等于信道驻留时间。本发明能够用本地时钟将秒脉冲转化为以1毫秒时间刻度的脉冲，按配置输出精度达毫秒级的任意时间刻度的时间间隔。
文档编号H04J3/06GK103051409SQ201210573969
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者胡俊, 刘毅敏, 朱振飞, 张跃宝, 王程林 申请人:中国电子科技集团公司第二十二研究所